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Capítulo 6.
Análisis de Pantallas y Edificios.
63
CAP 6.- ANÁLISIS DE PANTALLAS Y EDIFICIOS
6.1
INTRODUCCION
En éste capítulo se presentan los movimientos estimados en los modelos y los
obtenidos en la auscultación para las pantallas y los edificios que hacen parte
de las secciones analizadas.
Para las pantallas se presentan los resultados obtenidos a través del modelo
PLAXIS 2D del proyecto original. También se presentan los resultados
presentados en el estudio de esfuerzos y deformaciones del proyecto
modificado M1, donde aparecen los movimientos de pantallas en el modelo
RIDO y PLAXIS 2D.
Posteriormente se presentan y analizan los resultados de la instrumentación de
pantallas, donde los movimientos de inclinómetros revelan los movimientos
medidos en las pantallas durante el desarrollo de las obras.
Para el caso de los edificios, se presentan los movimientos previstos en el
modelo PLAXIS 2D del proyecto modificado M1. Los movimientos reales de los
edificios objeto del estudio, son obtenidos de la instrumentación como prismas
y clavos puestos en la fachada de los mismos.
6.2
COMPORTAMIENTO DE LAS PANTALLAS
6.2.1 MOVIMIENTOS PREVISTOS EN LAS PANTALLAS

Prolongación de la línea 2. Tamo: Pep Ventura Badalona centro.
Análisis de deformaciones y esfuerzos previsibles generados
durante la construcción del falso túnel.
Los movimientos de las estructuras tales como las pantallas fueron analizados
en el estudio denominado “Perllongament de la línia 2. Tram: Pep VenturaBadalona centre. Anàlisi de deformacions i esforços previsibles generats durant
la construcció del fals túnel” (TEC-4 Ingenieros Consultores, 29-11-2005).
Los cálculos y resultados presentados, son los obtenidos con los modelos
definidos en el programa PLAXIS 2D, con las fases de ejecución de obra del
proyecto original y para las secciones transversales que se han definido como
de mayor interés.
Las secciones se localizan en los puntos kilométricos P.k 0+400, P.k 0+540,
P.k 0+580 y P.k 0+700.
Los resultados de las fases de cálculo más significativas para cada sección se
presentan en las fichas resumen de las páginas 66 a 69 que conforman el
presente capítulo.
65
ESTUDIO DE LAS AFECCIONES AL
ENTORNO DE UN TÚNEL URBANO
66
CAP 6.- ANÁLISIS DE PANTALLAS Y EDIFICIOS
67
ESTUDIO DE LAS AFECCIONES AL
ENTORNO DE UN TÚNEL URBANO
68
CAP 6.- ANÁLISIS DE PANTALLAS Y EDIFICIOS
69
ESTUDIO DE LAS AFECCIONES AL
ENTORNO DE UN TÚNEL URBANO
Análisis de las deformaciones. Proyecto modificado de prolongación
de la línea 2 del FMB. Tramo: Pep Ventura Badalona centro. Clave:
TM-99456.1-M1.

Con el objetivo de analizar los movimientos de las pantallas obtenidos en el
proyecto modificado M1 con el programa RIDO (Anexo 1), se ha realizado la
modelización con el programa PLAXIS 2D de las secciones de cálculo que en
el proyecto M1 han dado mayores desplazamientos (Tabla 6-1) y que se
presentan en el estudio “Anàlisi de les deformacions durant la construcció del
fals túnel del projecte modificat del Perllongament de la línia 2 del FMB. Tram:
Pep Ventura-Badalona Centre. Clau: TM-99456.1-M1” (TEC-4 Ingenieros
Consultores, 24-03-2008).
Mvto. Horizontal máx.
Lugar donde se
[mm]
produce
TRAMO
SECCION
Interestación
V-A (P.k. 0+397)
16,14
Interestación
VII-A (P.k. 0+537)
13,20
Estación
XII-XIII (P.k. 0+730)
22,11
Cota:
-4,0 m.
Cota:
+9,3 m.
Cabeza pantalla
Cota:
+9,95 m.
Cabeza pantalla
Tabla 6-1. Secciones de cálculo del M1 definidas según los máximos desplazamientos obtenidos con RIDO.
Análisis de los movimientos con el programa PLAXIS 2D
Las cotas de la superficie del terreno se encuentran a +7,4m; +10,0m y
+12,15m y los niveles freáticos a las cotas +1,1m; +1,6m y +1,3m para las
secciones V, VII y XII-XIII respectivamente.

Perfil Geológico:
Las características del perfil geológico consideradas, son las mismas que se
tuvieron en cuenta en el proyecto modificado M1 para el cálculo con el
programa RIDO. Dichos valores se presentan en la tabla 6-2.
COTA [m]
NIVEL
Sección V-A
Sección VII-A
Sección XII-XIII
P.k. 0+397
P.k. 0+537
P.k. 0+730
Base Relleno
5,6
4,5
6,85
Base Qc
0,6
0,7
0,35
Base Ql
-11,8
-11,6
-10,45
Tabla 6-2. Datos del Perfil Geológico.
70
CAP 6.- ANÁLISIS DE PANTALLAS Y EDIFICIOS

Pantallas y elementos de apuntalamiento:
En la Sección V-A, las pantallas se han ejecutado entre las cotas +6,7m y -17,0
m, tienen 1,0m de ancho y una distancia libre entre ellas de 9,0m. Los
elementos de apuntalamiento entre pantallas son:




Una cubierta prefabricada tipo T53.
Un forjado intermedio de hormigón armado de 0,5m de canto.
Un puntal provisional de tipo A200/3,0m.
Una contrabóveda de hormigón armado de 0,6m de canto.
La sección VII-A, tiene cotas de ejecución de pantallas entre +9,3m y -17,7m, al
igual que la sección V-A tienen 1,0m de ancho y luz libre de 9,0m. Posee los
siguientes elementos de apuntalamiento:




Una cubierta prefabricada tipo T53.
Un forjado intermedio de hormigón armado de 0,5m de canto.
Un forjado inferior de hormigón armado de 0,5m de canto.
Una contrabóveda de hormigón armado de 0,6m de canto.
La sección de estación XII-XII, tiene cotas de pantallas entre +9,95m y 20,45m, ancho de pantalla de 1,2m y separación entre ejes de 23,0m. Tiene los
siguientes elementos de apuntalamiento:




Una cubierta de Bóveda de hormigón armado de 1,2m de canto.
Un puntal definitivo de tipo HEM700/3,5m.
Un puntal provisional de tipo A200/2,15m.
Una contrabóveda de hormigón armado de 1,0m de canto.
Las propiedades con las que se han definido los elementos de apuntalamiento
en el programa PLAXIS 2D, según un modelo constitutivo elástico, se
presentan en la tabla 6-3.
71
ESTUDIO DE LAS AFECCIONES AL
ENTORNO DE UN TÚNEL URBANO
EA
EI
Peso
[KN/m]
[KNm /m]
[KN/m2]
ν
[-]
Pantalla (1,0m)
33.619.754,00
2.801.646,20
5,000
0,2
Pie pantalla (1,0m)
33.619.754,00
2.801.646,20
0,000
0,2
Pantalla (1,2m)
40.343.705,00
4.841.244,60
6,000
0,2
Pie pantalla (1,2m)
40.343.705,00
4.841.244,60
0,000
0,2
T-53
5.042.963,00
684.833,42
11,500
0,2
Bóveda (1,2m)
40.343.705,00
4.841.244,60
30,000
0,2
Losa Intermedia e Inferior
(0,50m)
16.810.000,00
350.205,77
12,500
0,2
Puntal provisional (A200/3,0)
1.533.333,50
305.200,00
0,562
0,3
Puntal provisional (A200/2,15)
2.139.535,10
425.860,47
0,784
0,3
Puntal Definitivo (HEM700/3,5)
2.298.000,00
691.500,00
0,860
0,3
Contrabóveda (0,60m)
20.171.852,00
605.155,57
15,000
0,2
Contrabóveda (1,00m)
33.619.754,00
2.801.646,20
25,000
0,2
Elemento
2
Tabla 6-3. Parámetros elásticos para los elementos estructurales.

Fases de Cálculo:
Las fases de cálculo empleadas en el proceso de cálculo de PLAXIS 2D ha
sido el mismo empleado con el modelo de RIDO en el proyecto M1.
En la sección V-A, se han analizado las siguientes fases de cálculo:











72
Fase1: Excavación plataforma de trabajo hasta la cota +6,7m. Ejecución de
pantallas.
Fase2: Excavación hasta la cota +5,6m.
Fase3: Excavación hasta la cota +3,4m.
Fase4: Construcción de losa de cubierta a cota +5,8m. Relleno superior
hasta la cota de superficie.
Fase5: Excavación hasta la cota -0,7m. Rebaje del nivel freático hasta la
cota -1,7m.
Fase6: Construcción de la Losa intermedia a cota -0,4m.
Fase7: Excavación hasta cota -5,0m. Rebaje del nivel freático hasta la cota
-6,0m.
Fase8: Excavación hasta la cota -9,3m. Rebaje del nivel freático hasta la
cota -10,3 m. Instalación puntal provisional a cota -4,0m.
Fase9: Relleno inferior de cota -9,3m. Construcción de contrabóveda a
cota -8,3m.
Fase10: Retirada de puntal provisional.
Fase11: Restitución del nivel freático original.
CAP 6.- ANÁLISIS DE PANTALLAS Y EDIFICIOS
Las fases de cálculo de la sección VII-A contempladas en el análisis son:











Fase1: Excavación plataforma de trabajo hasta la cota +9,3m. Ejecución de
pantallas.
Fase2: Excavación hasta la cota +8,2m.
Fase3: Excavación hasta la cota +6,0m.
Fase4: Construcción de losa de cubierta a cota +8,4m. Relleno superior
hasta la cota de superficie.
Fase5: Excavación hasta la cota +1,6m.
Fase6: Construcción de la Losa intermedia a cota +1,95m.
Fase7: Excavación hasta cota -3,2m. Rebaje del nivel freático hasta la cota
-4,2m.
Fase8: Construcción de la Losa inferior a cota -2,55m.
Fase9: Excavación hasta la cota -9,9m. Rebaje del nivel freático hasta la
cota -10,9 m.
Fase10: Relleno inferior de cota -9,9m. Construcción de contrabóveda a
cota -8,9m.
Fase11: Restitución del nivel freático original.
En la sección XII-XIII, se tuvieron en cuenta las siguientes fases constructivas:











Fase1: Excavación plataforma de trabajo hasta la cota +9,95m. Ejecución
de pantallas.
Fase2: Excavación hasta la cota +8,75m.
Fase3: Excavación hasta la cota +4,55m.
Fase4: Construcción de la bóveda a cota +5,15m.
Fase6: Relleno superior hasta la cota de superficie +11,47.
Fase7: Excavación hasta la cota -2,15m. Rebaje del nivel freático hasta la
cota -3,15m.
Fase8: Instalación de puntales definitivos a cota -1,65m. Excavación hasta
cota -7,13m. Rebaje del nivel freático hasta la cota -8,13m.
Fase9: Instalación del puntal provisional a cota -6,13m. Excavación hasta
la cota -13,33m. Rebaje del nivel freático hasta la cota -13,83m.
Fase10: Relleno inferior a cota -9,63m. Construcción de contrabóveda a
cota -9,63m.
Fase11: Retirada de puntal provisional.
Fase12: Restitución del nivel freático original.
En el estado inicial de cálculo, se han considerado las tensiones en reposo
correspondientes a un suelo con estratos horizontales e infinitos, y con una
sobrecarga en la superficie donde hay edificios de 10 KN/m2.
En la base del modelo se ha considerado un impedimento de los
desplazamientos horizontales y verticales así como un contorno impermeable.
En los laterales del dominio de cálculo se ha considerado un desplazamiento
horizontal nulo.
73
ESTUDIO DE LAS AFECCIONES AL
ENTORNO DE UN TÚNEL URBANO
Desplazamientos producidos en las pantallas
Se presentan los resultados de los desplazamientos horizontales producidos en
las pantallas, analizados con el cálculo realizado con el programa PLAXIS 2D y
los obtenidos con RIDO en el proyecto M1.
Para los cálculos efectuados con RIDO, las pantallas se consideraron como
elementos independientes las unas de las otras, esto implica que el cálculo
supone que en el centro de excavación, los elementos de apuntalamiento son
fijos. Debido a que en diferentes zonas del trazado como en las secciones V-A
Y VII-A se presentan cargas en superficie muy disparejas a ambos lados de la
excavación, es de esperar que los movimientos no sean simétricos y que las
pantallas del costado montaña logren mayores movimientos que la pantalla del
costado mar.

Sección V-A (P.k. 0+397):
En la tabla 6-4 se muestran los desplazamientos horizontales máximos y en
cabeza para las pantallas izquierda y derecha de la sección V-A, obtenidos con
los programas PLAXIS 2D y RIDO.
PLAXIS 2D
FASE
Pantalla Izquierda
RIDO
Pantalla Derecha
Pantalla Izquierda
Pantalla Derecha
Δh.
Cab.
[mm]
Δh. máx.
[mm], (Cota[m])
Δh.
Cab.
[mm]
Δh. máx.
[mm],
(Cota[m])
Δh.
Cab.
[mm]
Δh. máx.
[mm],
(Cota[m])
Δh.
Cab.
[mm]
Δh. máx.
[mm],
(Cota[m])
2
2,60
2,60(6,70)
-2,50
-2,50(6,70)
2,68
2,68(6,70)
-2,21
-2,21(6,70)
3
8,58
8,58(6,70)
-7,90
-7,90(6,70)
7,06
7,06(6,70)
-6,07
-6,07(6,70)
4
8,57
8,57(6,70)
-7,84
-7,84(6,70)
7,06
7,06(6,70)
-6,07
-6,07(6,70)
5
9,55
9,62(4,50)
-5,25
-6,09(2,35)
6,60
6,60(6,70)
-5,80
-5,80(6,70)
6
9,56
9,63(4,50)
-5,24
-6,08(2,35)
6,60
6,60(6,70)
-5,80
-5,80(6,70)
7
11,04
11,04(6,70)
-3,95
-6,02(-5,00)
6,22
8,44(-3,20)
-5,48
-6,31(-2,80)
8
13,15
14,81(-7,15)
-1,93
-8,98(-8,55)
6,29
11,42(-6,60)
-5,54
-8,81(-6,60)
9
13,18
14,99(-7,15)
-1,90
-9,19(-8,55)
6,29
11,40(-6,60)
-5,54
-8,79(-6,60)
10
13,63
15,94(-6,00)
-1,81
-9,47(-7,72)
5,67
16,14(-4,00)
-5,03
-12,83(-4,00)
11
13,56
14,67(-5,25)
-1,56
-7,73(-7,15)
5,66
15,87(-4,00)
-5,03
-12,52(-4,00)
Tabla 6-4. Desplazamientos horizontales en pantallas sección V-A.
Los desplazamientos horizontales positivos son hacia la derecha. El
desplazamiento horizontal máximo producido en la pantalla izquierda,
correspondiente al edificio Francesc Macià nº 50-56 obtenido con el programa
PLAXIS 2D (15,94mm) es similar al obtenido con RIDO (16,14mm) para la fase
de cálculo donde se producen mayores desplazamientos, la 10.
74
CAP 6.- ANÁLISIS DE PANTALLAS Y EDIFICIOS
Los desplazamientos en la cabeza de pantalla izquierda obtenidos con PLAXIS
2D son más grandes que los obtenidos con RIDO, contrario a lo que ocurre con
la pantalla derecha, donde los desplazamientos obtenidos con PLAXIS 2D son
menores que los obtenidos con RIDO. En el modelo de elementos finitos no
simétrico, los movimientos de la pantalla más cargada (izquierda) afectan los
movimientos de la menos cargada (derecha).
La figura 6-1, muestra los desplazamientos horizontales para la fase de cálculo
10 del modelo PLAXIS 2D, allí se observan mayores movimientos en la pantalla
izquierda.
Figura 6-1. Desplazamientos horizontales en el modelo de Plaxis2d, pantallas sección V-A.

Sección VII-A (P.k. 0+537):
Los desplazamientos horizontales máximos y en cabeza de pantalla obtenidos
con los programas PLAXIS 2D y RIDO para las pantallas del lado izquierdo y
derecho de la sección VII-A, son mostrados en la tabla 6-5.
75
ESTUDIO DE LAS AFECCIONES AL
ENTORNO DE UN TÚNEL URBANO
PLAXIS 2D
FASE
Pantalla Izquierda
RIDO
Pantalla Derecha
Pantalla Izquierda
Pantalla Derecha
Δh.
Cab.
[mm]
Δh. máx.
[mm],
(Cota[m])
Δh.
Cab.
[mm]
Δh. máx.
[mm], (Cota[m])
Δh.
Cab.
[mm]
Δh. máx.
[mm], (Cota[m])
Δh.
Cab.
[mm]
Δh. máx.
[mm],
(Cota[m])
2
5,01
5,01(9,30)
-4,83
-4,83(9,30)
4,27
4,27(9,30)
-4,05
-4,05(9,30)
3
15,75
15,75(9,30)
-14,85
-14,85(9,3)
13,20
13,20(9,30)
-12,56
-12,56(9,30)
4
15,49
15,49(9,30)
-15,06
-15,06(9,3)
13,20
13,20(9,30)
-12,56
-12,56(9,30)
5
16,62
16,62 (9,30)
-12,23
-12,23(9,3)
12,68
12,68(9,30)
-12,21
-12,21(9,30)
6
16,63
16,63(9,30)
-12,22
-12,22(9,3)
12,68
12,68(9,30)
-12,21
-12,21(9,30)
7
18,60
18,60(9,30)
-10,55
-10,55(9,3)
12,81
12,81(9,30)
-12,31
-12,31(9,30)
8
18,61
18,61(9,30)
-10,54
-10,54(9,3)
12,81
12,81(9,30)
-12,31
-12,31(9,30)
9
20,59
20,59(9,30)
-8,50
-11,80(-8,313)
12,78
12,78(9,30)
-12,29
-12,29(9,30)
10
20,62
20,62(9,30)
-8,48
-12,01(-8,313)
12,78
12,78(9,30)
-12,29
-12,29(9,30)
11
20,83
20,83(9,30)
-8,28
-10,00(-8,313)
12,99
12,99(9,30)
-12,49
-12,49(9,30)
Tabla 6-5. Desplazamientos horizontales en pantallas sección VII-A.
El desplazamiento máximo producido en la pantalla izquierda, correspondiente
al edificio Francesc Macià nº 8-10 obtenido con el programa PLAXIS 2D
(20,83mm) es mayor al obtenido con RIDO (12,99mm) para la fase 11. Ambos
desplazamientos se dan en la cabeza de la pantalla y la diferencia puede
atribuirse a la hipótesis de no considerar planta de sótano en el modelo PLAXIS
2D mientras que para el modelo RIDO si.
El incremento continuo de los desplazamientos en la pantalla izquierda en el
cálculo con PLAXIS 2D, produce una disminución continua en los
desplazamientos de la pantalla derecha. La razón, considerar un modelo no
simétrico donde los movimientos de la pantalla mas cargada (izquierda) afectan
los de la pantalla menos cargada (derecha).
La figura 6-2, muestra los desplazamientos horizontales para la fase de cálculo
11 del modelo PLAXIS 2D, al igual que la sección V-A, los mayores
movimientos están en la pantalla izquierda.
76
CAP 6.- ANÁLISIS DE PANTALLAS Y EDIFICIOS
Figura 6-2. Desplazamientos horizontales en el modelo de Plaxis2d, pantallas sección VII-A.

Sección XII-XIII (P.k. 0+730):
Los desplazamientos horizontales en cabeza de pantalla y máximos
desplazamientos para las pantallas izquierda y derecha de la sección XII-XIII,
obtenidos con los programas PLAXIS 2D y RIDO se muestran en la tabla 6-6.
A la luz de los resultados del modelo definido con PLAXIS 2D para la sección
XII-XII podemos decir que la mayor distancia a la que se aplican las cargas,
respecto a las pantallas, acaba siendo determinante pues los movimientos
obtenidos en las pantallas de ambos lados son prácticamente simétricos.
El desplazamiento máximo producido en la pantalla en fase de voladizo
correspondiente al edificio de la calle la Creu nº29 obtenido con PLAXIS 2D
(24,46mm) es mayor al obtenido con RIDO (19,05mm), ambos producidos en la
cabeza de pantalla. La diferencia es poca en comparación a otras secciones
estudiadas donde las diferencias son notorias. Este resultado se debe a la
mayor altura de terreno en el trasdós de la pantalla en fase de voladizo.
Los desplazamientos de pantalla del cálculo de la sección XII-XIII son
presentados en la figura 6-3.
77
ESTUDIO DE LAS AFECCIONES AL
ENTORNO DE UN TÚNEL URBANO
PLAXIS 2D
FASE
Pantalla Izquierda
RIDO
Pantalla Derecha
Pantalla Izquierda
Pantalla Derecha
Δh.
Cab.
[mm]
Δh. máx.
[mm],
(Cota[m])
Δh.
Cab.
[mm]
Δh. máx.
[mm],
(Cota[m])
Δh.
Cab.
[mm]
Δh. máx.
[mm],
(Cota[m])
Δh.
Cab.
[mm]
Δh. máx.
[mm],
(Cota[m])
2
3,35
3,35(8,75)
-3,55
-3,55(8,75)
3,83
3,83(8,75)
-3,92
-3,92(8,75)
3
23,85
23,85(8,75)
-24,46
-24,46(8,75)
19,57
19,57(8,75)
-19,05
-19,05(8,75)
4
15,11
15,11(8,75)
-15,69
-15,69(8,75)
15,79
15,79(8,75)
-15,18
-15,18(8,75)
5
---
---
---
---
13,72
13,72(8,75)
-13,28
-13,28(8,75)
6
-5,92
-5,92(8,75)
5,98
-5,98(8,75)
2,28
2,28(8,75)
-2,09
-2,09(8,75)
7
-5,55
6,77(-3,15)
5,60
-7,23(-3,15)
1,73
3,37(-3,15)
-1,25
-3,04(-3,15)
8
-6,42
13,01(-6,13)
7,22
-12,79(-6,13)
0,31
7,39(-5,38)
0,49
-7,14(-5,42)
9
-6,63
18,87(-9,63)
7,93
-18,34(-9,63)
-0,86
15,55(-10,13)
1,81
-15,52(-10,13)
10
-6,61
19,55(-9,63)
7,93
-19,02(-9,63)
-0,51
15,49(-10,13)
1,46
-15,46(-10,13)
11
-7,22
20,92(-8,50)
-8,59
-20,37(-8,50)
-0,39
21,80(-8,53)
1,32
-21,53(-8,83)
12
-6,56
12,44(-6,13)
7,99
-11,81(-6,13)
-0,24
19,28(-8,13)
1,14
-18,98(-8,18)
Tabla 6-6. Desplazamientos horizontales en pantallas sección XII-XIII.
Figura 6-3. Desplazamientos horizontales en el modelo de Plaxis2d, pantallas sección XII-XIII.
78
CAP 6.- ANÁLISIS DE PANTALLAS Y EDIFICIOS
6.2.2 MOVIMIENTOS MEDIDOS EN LAS PANTALLAS
El control de los movimientos de las pantallas se realiza a través de los
instrumentos denominados inclinómetros. Dichos instrumentos permiten medir
deformaciones horizontales respecto a la vertical del plano definido por unas
ruedas en dos direcciones ortogonales. La finalidad de la medición
inclinométrica es detectar los posibles movimientos horizontales en el terreno
producidos por una situación de inestabilidad estructural del terreno el cual se
transmite y refleja en las pantallas.
Dentro de la instrumentación empleada en la auscultación y que se presenta en
Anexo 2, podemos encontrar los inclinómetros dispuestos en el trazado
longitudinal del proyecto.
Para las secciones de estudio sobre las cuales se presentaron los valores
estimados de movimientos de pantallas obtenidos a través de RIDO y PLAXIS
2D según el proyecto modificado M1 en el apartado anterior, se han
identificado los inclinómetros ubicados más próximos y que pueden reflejar los
movimientos reales de las pantallas.
En la tabla 6-7 se presentan para las secciones de interés los valores de
máximos desplazamientos obtenidos según RIDO y los valores medidos en los
inclinómetros de pantallas más cercanos.
TRAMO
Interestación
Interestación
Estación
SECC.
V-A
(P.k.
0+397)
VII-A
(P.k.
0+537)
XII-XIII
(P.k.
0+730)
Movimientos
Previstos
(RIDO)
ΔHmáx.
Cota
[mm]
[m]
16,14
-4,00
13,20
9,30
22,11
9,95
Movimientos Medidos
INCLINÓMETROS
ΔHmáx.
Cota
[mm]
[m]
INC I3(Bis)
-5,24
6,75
L59(09/02/09)
INC I4(Bis)
-8,96
6,49
L25(27/04/09)
INC I13
7,00
5,11
L51(23/02/09)
INC I14
7,67
5,58
L43(30/01/09)
INC I11
11,57
-5,31
L97(01/02/10)
INC I12
11,09
-8,08
L102(17/03/10)
INC I18
-19,86
11,57
L94(17/03/10)
INC
Lectura
Tabla 6-7. Desplazamientos horizontales en pantallas previstos y máximos medidos.
Los valores de movimientos de pantallas medidos en los inclinómetros
presentados anteriormente se pueden consultar completos en el Anexo 4:
Resultados de Auscultación. La orientación A esta definida perpendicular a la
pantalla mientras que la orientación B es paralela. En la tabla 6-7 los valores
máximos presentados son de orientación A.
79
ESTUDIO DE LAS AFECCIONES AL
ENTORNO DE UN TÚNEL URBANO
6.2.3 ANÁLISIS DE DATOS REALES DE PANTALLAS
De los resultados previstos de los movimientos horizontales de las pantallas en
las tres secciones de estudio y obtenidos mediante los modelos de RIDO y
PLAXIS 2D para las fases constructivas del proyecto complementario M1, se
pueden sustraer análisis variados, donde el caso de interés, las condiciones de
superficie y las hipótesis planteadas en el modelo, condicionan de cierta
manera los resultados.
Para la sección V-A y aunque los desplazamientos máximos previstos en
ambos modelos coincidían en orden de magnitudes (16,14 mm. RIDO y 15,94
mm. PLAXIS 2D) así como en la fase en la cual se presentaría (Fase 10), los
resultados medidos muestran que el desplazamiento máximo solo alcanza un
55,5% del valor previsto (-8,96 mm.). Podría considerarse que se trata de un
valor favorables que da un amplio margen de seguridad, aunque también es
verdad que se trata de una estimación bastante conservadora.
La diferencia entre los valores previstos y los reales demuestra el protagonismo
que cobran los parámetros empleados en la simulación, donde un ajuste real
de dichos parámetros puede llevarnos a valores cercanos o por el contrario,
una mala elección puede simplemente estar definiendo valores erróneos que
condicionan en todo caso el diseño de los elementos estructurales y de las
soluciones constructivas a emplear.
En las secciones VII-A y XII-XIII la situación cambia un poco, ya que los valores
previstos en ambos modelos tienen diferencias sustanciales del orden de
magnitudes, siendo en ambos casos mayores las deformaciones horizontales
del modelo PLAXIS 2D respecto a las de RIDO. Aún así, para cada sección se
puede plantear un análisis particular.
La deformación horizontal máxima de la pantalla de la sección VII-A obtenida
con el modelo RIDO (13,20 mm.) es significativamente mayor a la máxima
medida en los inclinómetros (7,67 mm.).Nuevamente, la selección de los
criterios de simulación puede ser la razón de la diferencia, aún así puede
considerarse del lado de la seguridad el valor obtenido tal como se argumentó
con la sección V-A.
El caso de la sección XII-XIII cobra un interés particular, ya que los
movimientos previstos en ambos modelos son sustancialmente diferentes
(21,80 mm. RIDO y -24,46 mm. PLAXIS 2D), pero aún así el orden de magnitud
respecto a los movimientos medidos es muy similar (19,86 mm.). Posiblemente
la mayor distancia de las pantallas a los edificios del entorno y la similitud de
las condiciones de superficie puedan ser las causas condicionantes de la
situación.
En términos generales y de acuerdo con los resultados obtenidos de las
deformaciones horizontales de pantalla, se puede afirmar que para el caso de
estudio los valores previstos con el modelo de RIDO en las tres secciones de
80
CAP 6.- ANÁLISIS DE PANTALLAS Y EDIFICIOS
interés se aproximan en orden de magnitud a los valores medios en los
inclinómetros de pantalla. Aunque a través de los modelos empleados en la
previsión se mantiene una postura conservadora, se puede inferir que por lo
menos en éste caso, los valores del modelo RIDO son más realistas que los
definidos según el modelo de elementos finitos de PLAXIS 2D.
En todo caso, la mayor aproximación de los movimientos previstos del modelo
RIDO a los reales medidos en los inclinómetros, en detrimento del modelo de
elementos finitos PLAXIS 2D, no implica que ésta sea la metodología más
adecuada, ya que de momento estamos hablando de desplazamientos
horizontales de pantallas donde ambos modelos suministran información.
Los modelos deberían emplearse de forma complementaria, ya que por
ejemplo si el interés se centra en conocer el comportamiento en el trasdós de
las pantallas, el modelo de RIDO no proporciona ésta información mientras que
con un modelo basado en el método de elementos finitos como PLAXIS 2D, el
comportamiento del terreno y sus respectivos asientos pueden ser evaluados.
Estas facultades cobran interés a la hora de evaluar la estimación de daños de
edificios producidos por la ejecución de excavaciones próximas, tema que será
desarrollado en el siguiente apartado.
81
ESTUDIO DE LAS AFECCIONES AL
ENTORNO DE UN TÚNEL URBANO
6.3
COMPORTAMIENTO DE LOS EDIFICIOS
6.3.1 MOVIMIENTOS PREVISTOS EN EDIFICIOS
Los movimientos y el análisis de los edificios se incluyen en el estudio “Anàlisi
de les deformacions durant la construcció del fals túnel del projecte modificat
del Perllongament de la línia 2 del FMB. Tram: Pep Ventura-Badalona Centre.
Clau: TM-99456.1-M1” (TEC-4 Ingenieros Consultores, 24-03-2008).
Los movimientos previstos en superficie han sido definidos para las tres
secciones de estudio, del cálculo realizado con PLAXIS 2D se pueden extraer
los movimientos horizontales y verticales máximos producidos en la cota de
fundamentación de los edificios para la fase de cálculo crítica. Del modelo
RIDO y según las metodologías propuestas por Bowles y Clough y O’Rourke,
se pueden obtener los desplazamientos verticales o asientos máximos en el
trasdós de las pantallas.
Los valores previstos de movimientos mencionados anteriormente se presentan
en la tabla 6-8.
PLAXIS 2D
SECCION
(Fase)
V-A
(F.10)
VII-A
(F.11)
XII-XIII
(F.11)
Desplazamiento
Horizontal máximo
EDIFICIO
RIDO
Desplazamiento
Vertical máximo
Δh.máx.
[mm]
Distancia
a
pantalla
[m]
Δv.máx.
[mm]
Distancia
a
pantalla
[m]
F. Macià nº 50-56
12,3
0,0
-13,5
4,6
F. Macià nº 31
-2,5
15
-6,2
4,4
F. Macià nº 8-10
19,7
0,0
-17,8
4,4
-8,0
0,0
-11,7
2,4
Anselm Clavé nº 38
7,5
-29,3
-23,1
-20,3
La Creu nº 29
-6,4
30,8
-23,7
20,6
Av. St. Ignasi
Loiola nº 1
de
Desplazamiento
Vertical máximo
Bowles
[mm]
Clough.
[mm]
-7,09
9,75
-6,18
10,20
---
10,95
Tabla 6-8. Desplazamientos máximos en cota de fundamentación de edificios.
De acuerdo con el plan de auscultación definido en el capítulo 5, los valores de
los desplazamientos verticales o asientos máximos previstos según el cálculo
empírico de Clough son de 10,50 mm para las secciones V-A y VII-A y 16,56
mm para la sección XII-XIII.
En la figura 6-4 se presentan los movimientos máximos obtenidos en la cota de
fundamentación de los edificios con el modelo de cálculo PLAXIS 2D.
82
CAP 6.- ANÁLISIS DE PANTALLAS Y EDIFICIOS
Edificio izq. P.k. 0+397
Edificio der. P.k. 0+397
Edificio izq. P.k. 0+537
Edificio der. P.k. 0+537
Edificio izq. P.k. 0+730
Edificio der. P.k. 0+730
Figura 6-4. Desplazamientos horizontales y verticales máximos en el trasdós de las pantallas, PLAXIS 2D.
Debido a que el programa RIDO solo proporciona movimientos horizontales en
las pantallas, se han evaluado empíricamente los asientos producidos en el
trasdós de las pantallas mediante el método Bowles.
La metodología Bowles, plantea estimar el ancho de la zona de influencia D, en
función de la profundidad de excavación He y el ángulo de rozamiento del
terreno Ø.
83
ESTUDIO DE LAS AFECCIONES AL
ENTORNO DE UN TÚNEL URBANO


D  H e  H d ·Tan 45  
(7.1)
2

La altura Hd, para suelos granulares como nuestro caso y con B como el ancho
de excavación, se evalúa según:


H d  0,5·B·Tan 45  
2

(7.2)
Una vez obtenido el ancho de la zona de influencia, se calcula el asiento
máximo δvm producido en el trasdós de la pantalla mediante la expresión:
 vm 
4·V s
D
(7.3)
La pérdida de volumen del terreno Vs se asume entorno a un 2%.
Finalmente se calcula la cubeta de asientos δv producida en el trasdós de las
pantallas según la expresión:
x

D
 v   vm ·
(7.4)
Siendo x, la distancia a la pantalla.
Las figuras 6-5, 6-6 y 6-7 muestran las curvas de asientos obtenidas a partir del
cálculo con RIDO y mediante el método Bowles, para las secciones V-A, VII-A
y XII-XIII respectivamente.
Figura 6-5. Desplazamientos verticales en el trasdós de las pantallas, P.k. 0+397, RIDO.
84
CAP 6.- ANÁLISIS DE PANTALLAS Y EDIFICIOS
Figura 6-6. Desplazamientos verticales en el trasdós de las pantallas, P.k. 0+537, RIDO.
Figura 6-7. Desplazamientos verticales en el trasdós de las pantallas, P.k. 0+730, RIDO.
6.3.2 MOVIMIENTOS MEDIDOS EN EDIFICIOS
Los movimientos que experimenta el trasdós de las pantallas y que han sido
previstos en los modelos de cálculo pueden verse reflejados en los clavos y
prismas instalados en las fachadas de los edificios, gracias a la proximidad de
éstas con las pantallas.
La finalidad de la medición con nivel digital de los clavos de nivelación
instalados en las fachadas de los edificios es detectar la variación de cota que
se produce en dichos puntos de la fachada durante el proceso de ejecución de
las obras.
Por su parte, los prismas instalados en las fachadas de los edificios permiten
detectar los posibles movimientos horizontales y verticales de los puntos en
cuestión, y que se podrían ver afectados con el desarrollo de las diferentes
fases constructivas de la obra.
85
ESTUDIO DE LAS AFECCIONES AL
ENTORNO DE UN TÚNEL URBANO
Los prismas y clavos de nivelación instalados para realizar la auscultación de la
obra son presentados en el Anexo 2.
Particularmente, seguiremos enfocando nuestro interés en los valores medidos
en la instrumentación instalada en las fachadas de edificios que hacen parte de
las secciones de estudio. En la tabla 6-9 se relacionan los instrumentos
instalados en las fachadas de edificios de las secciones V-A, VII-A y XII-XIII.
TRAMO
SECCIÓN
Interestación
V-A (P.k.
0+397)
Interestación
Estación
VII-A (P.k.
0+537)
XII-XIII (P.k.
0+730)
Clavos de
Nivelación
Prismas
N47, N150
D26, D27,
D130
N64
D89
N59, N60, N154
D38, D39,
D147, D148
Av. St. Ignasi de Loiola nº
1
N78
D144, D145,
D146
Anselm Clavé nº 38
N119
D96
---
---
EDIFICIO
F. Macià nº 50-56
F. Macià nº 31
F. Macià nº 8-10
La Creu nº 29
Tabla 6-9. Instrumentación instalada en la fachada de los edificios en estudio.
Las lecturas y gráficos obtenidos de los movimientos medidos en la
instrumentación de las fachadas de interés se presentan en el Anexo 4:
Resultados de Auscultación.
Para controlar los movimientos producidos en las fachadas de los edificios por
efecto de la excavación del recinto entre pantallas, se define la dirección “A”
paralela a la fachada y la dirección “B” perpendicular a esta última.
A continuación en las tablas 6-10 y 6-11 se presentan los valores máximos de
desplazamientos horizontales y verticales respectivamente, medidos en la
instrumentación instalada en la fachada de los edificios.
Los valores máximos de referencia de movimientos horizontales y verticales,
son los definidos en el capítulo 5: Plan de Auscultación, en las tablas 5-3 y 5-4.
La “N” representa la alerta de notificación, “P” para preaviso y “A” en caso de
que se trate de una alerta de atención.
86
CAP 6.- ANÁLISIS DE PANTALLAS Y EDIFICIOS
TRAMO/
SECCIÓN
Desplazamientos Horizontales
MEDIDOS [mm.]
ΔH máx.
[mm.]
EDIFICIO
Dirección
PRISMA
N = 9,2
P = 13,2
A = 15,2
F. Macià nº 50-56
Interestación/
V-A (P.k. 0+397)
N = 9,2
P = 13,2
A = 15,2
F. Macià nº 8-10
Interestación/
VII-A (P.k. 0+537)
Estación/
XII-XIII (P.k.
0+730)
Anselm Clavé nº 38
B
D26
-3,70
15,60
D27
-3,10
15,10
D130
3,90
3,90
D89
-4,10
-5,50
D38
-4,60
9,00
N = 9,2
P = 13,2
A = 15,2
F. Macià nº 31
Av. St. Ignasi
Loiola nº 1
A
de
N = 9,2
P = 13,2
A = 15,2
D39
4,00
9,30
D147
4,20
3,00
D148
4,30
3,50
D149
4,80
-2,90
D144
-4,10
-4,70
D145
-2,50
-3,90
D146
-2,80
-3,40
D96
6,00
5,80
N = 15,5
P = 22,1
A = 25,4
Tabla 6-10. Movimientos horizontales máximos medidos en los prismas de fachada de los edificios de interés.
TRAMO/
SECCIÓN
Interestación/
V-A (P.k.
0+397)
Interestación/
VII-A (P.k.
0+537)
EDIFICIO
F. Macià nº 50-56
F. Macià nº 31
F. Macià nº 8-10
Av. St. Ignasi de
Loiola nº 1
Estación/
XII-XIII (P.k.
0+730)
Anselm Clavé nº 38
ΔV máx.1
Puntal
[mm.]
N = 7,4
P = 10,5
A = 12,1
N = 7,4
P = 10,5
A = 12,1
N = 7,4
P = 10,5
A = 12,1
N = 7,4
P = 10,5
A = 12,1
N = 5,8
P = 8,3
A = 9,5
Desplazamientos Verticales MEDIDOS
[mm.]
PRISMA
ΔV
CLAVO
ΔV
D26
D27
-5,60
N47
-5,40
-7,20
N150
-1,80
D130
-3,20
---
---
D89
-10,10
N64
-11,40
D38
-8,20
N59
-5,20
D39
-8,10
N60
-2,40
D147
3,60
N154
-1,90
D148
-4,20
---
---
---
---
N78
3,30
N119
-4,30
D149
-3,90
D144
4,40
D145
-4,60
D146
5,00
D96
-4,40
Tabla 6-11. Movimientos verticales máximos medidos en los prismas y clavos de fachada de los edificios de interés.
87
ESTUDIO DE LAS AFECCIONES AL
ENTORNO DE UN TÚNEL URBANO
6.3.3 ANALISIS DE DATOS REALES DE EDIFICIOS
De acuerdo con los resultados medidos en los instrumentos colocados en las
fachadas de los edificios de interés, se puede afirmar que en términos
generales tanto para movimientos horizontales como asientos, la mayor parte
de los resultados son claramente inferiores a los valores definidos como límites
de alerta en el plan de auscultación, salvo aquellas lecturas que han superado
alguno de éstos límites de las cuales hablaremos mas adelante.
Debemos recordar que estos límites de alerta han sido definidos a partir de los
valores máximos de desplazamientos horizontales obtenidos con el modelo
RIDO y las estimaciones empíricas de asientos definidas en el plan de
auscultación.
Algunos de aquellos casos en que se superan lo límites se presenta con el
nivel de Notificación, definido como el valor de preaviso (que es el mismo valor
de desplazamiento máximo previsto en el modelo) menos un 30% de éste
valor. Como opinión personal podría acotar que no me encuentro totalmente a
gusto con tener que definir este valor límite de Notificación ya que se convierte
en una alarma innecesaria porque se debe tener presente que el diseño de los
elementos estructurales ha estado condicionado por el modelo y allí se sabía
de antemano el desplazamiento máximo que podría eventualmente producirse
en el elemento.
El caso que más resalta de superación de límites de alerta por parte de las
lecturas de instrumentación se presenta en el movimiento horizontal dirección B
(perpendicular al trazado del túnel), del prisma D26 ubicado en el edificio
Francesc Macià 50-56. La lectura de 15,60 mm. supera el límite de atención de
15,20 mm. Aún así, luego de haber comprobado el giro del edificio respecto a
la cota de la acera y de realizar una inspección exterior general del edificio se
puede afirmar que éste no refleja ningún desperfecto que se pueda relacionar
con el movimiento.
Como detalle destacable para los edificios en cuestión y soportando el hecho
de que los valores medidos en los prismas y fachadas son inferiores a los
previstos, cabe comentar que durante el desarrollo de las diferentes fases
constructivas de la obra no se presentó ninguna incidencia de daños de
edificios o elementos estructurales adyacentes al trazado de la prolongación de
línea 2 de metro, imputable al desarrollo de la excavación del recinto entre
pantallas.
Quizás un hecho que podría justificar el tener constantemente alarmas para los
movimientos de edificios registrados en prismas y clavos para la obra en
cuestión son las características propias de los edificios, donde la edad y
proximidad con las pantallas se convierten en un componente a tener en
cuenta al momento de definir la auscultación a realizar.
88